Принципы построения локальных сетей Локальная сеть —

Принципы построения локальных сетей

Локальная сеть - это коммуникационная система, поддерживающая в пределах здания или некоторой другой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи цифровой информации, предоставляемых подключенным устройствам для кратковременного монопольного использования.

Классификация локальных сетей Все многообразие существующих в мире локальных сетей можно классифицировать по следующим основным признакам: • область применения, • топология, • методы управления доступом к среде передачи данных, • программное и техническое обеспечение. В классификации по применению необходимо выделить два основных класса локальных сетей: • локальные вычислительные сети ЛВС (LCN ~ Loсal Computing Network), • локальные информационно-вычислительные сети ЛС (LAN - Local Area Network).

Локальные вычислительные сети ЛВС Локальные вычислительные сети призваны решать задачи рационального использования ресурсов ЭВМ, распределенных на небольшой территории, в: • автоматизированных системах научных исследований, • системах автоматизированного проектирования, • других системах, требующих доступа в реальном масштабе времени к локальнораспределенным вычислительным ресурсам

Локальные информационновычислительные сети ЛАН Локальные информационно-вычислительные сети в основном решают задачи: • информационного обслуживания пользователей, • реализации функции доступа к удаленным файлам, • обеспечение электронной почты, • передачи и обработки текстов и изображений.

Классификация по топологии По топологическим признакам локальные сети можно представить тремя базовыми топологиями: • звезда, • общая шина, • кольцо

Топология звезда

Топология звезда Метод конфигурации типа «звезда» является частным случаем иерархической структуры. В этой структуре центральный узел (Hub) локальной сети выполняет роль коммутатора, он производит однонаправленное соединение одной рабочей станции (WS - Work Station) с другой после обнаружения вызова со стороны инициатора соединения. Основными преимуществами звездной топологии являются: • относительная простота их логической и программной структуры, • возможность соединения двух абонентов на физическом уровне; основными недостатками : • низкая эффективность использования канала связи, • сложность реализации в центральном узле кодового и скоростного преобразования при создании неоднородных сетей.

Топология общая шина

Топология общая шина Наибольшая эффективность использования канала связи достигается при конфигурации «общая шина» , в которой значительно упрощаются логическая и программная структура локальной сети. Топология «общая шина» обеспечивает: • простоту расширения сети посредством добавления дополнительного числа рабочих станций, подключаемых к магистрали, • сохраняет простоту методов управления, • широковещательную передачу, когда информация, передаваемая одним абонентом, воспринимается всеми, подключенными к сети абонентами, одновременно. Недостатком такой конфигурации является: • последовательный характер использования магистрали (по «общей шине» может передаваться в определенный момент времени только один кадр).

Топология кольцо

Топология кольцо К структурам со слабой централизацией управления наряду с конфигурацией «общая шина» относится и кольцевая структура, обеспечивающая контроль работоспособности канала посылкой по кольцу «эхо» -сигнала, и возможность использования однонаправленных усилителей сигналов, т. е. применять волоконнооптические линии связи (ВОЛС).

Общие компоненты сети Все сети независимо от топологии и реализуемого метода доступа к среде передачи данных имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. В их числе: • серверы (server) - компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям; • среда (media) - способ соединения компьютеров; • совместно используемые данные - файлы, предоставляемые серверами по сети; • совместно используемые периферийные устройства (принтеры, библиотеки CD-ROM и т. д. ) - ресурсы, предоставляемые серверами; • ресурсы - файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети.

По принципу предоставления ресурсов в совместное использование сети разделяются на три типа: • одноранговые (peer-to-peer), • на основе сервера (server based), • комбинированные. Различия между ними имеют принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих типов сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов: • размера предприятия; • необходимого уровня безопасности; • уровня доступности административной поддержки; • объема сетевого трафика; • потребностей сетевых пользователей, • финансовых затрат.

Одноранговые сети • В одноранговой сети все компьютеры равноправны: • нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (dedicated) сервера. • Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. • Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети. • Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях бывает чаще всего не более 10 компьютеров. • Одноранговые сети относительно просты. Поскольку каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. • Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров.

Одноранговые сети В одноранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно в качестве серверов, но не клиентов или рабочих станций (workstation). В такие операционные системы, как Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups и Microsoft Windows 95, встроена поддержка одноранговых сетей. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного обеспечения не нужно. Одноранговая сеть характеризуется рядом стандартных решений: • компьютеры расположены на рабочих столах пользователей; • пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации; • для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.

Одноранговые сети • в типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется, и каждый пользователь сам администрирует свой компьютер (сетевое администрирование (administration) решает ряд задач, в том числе: управление работой пользователей и защитой данных; обеспечение доступа к ресурсам; поддержка приложений и данных; установка и модернизация прикладного программного обеспечения); • все пользователи могут «поделиться» своими ресурсами с другими (к совместно используемым ресурсам относятся каталоги, принтеры, факсмодемы и т. п. ); • в одноранговой сети каждый компьютер должен большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю, а для поддержки доступа к ресурсам удаленного пользователя (обращающегося к серверу по сети) подключать дополнительные вычислительные ресурсы (сеть на основе сервера требует более мощных серверов, поскольку они должны обрабатывать запросы всех клиентов сети); централизованно управлять защитой (защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например, на каталог, файл) в одноранговой сети очень сложно, так каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно (такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того, некоторые пользователи могут вообще не установить защиту); • поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы работать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера.

Сети на основе сервера • Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Он специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. • Сети на основе сервера являются промышленным стандартом. • В сети может быть подключено несколько серверов. Круг задач, которых должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными (specialized).

Сети на основе сервера Распределение задач среди специализированных серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных. Например, в сети Windows NT работают различные типы серверов: файл-серверы и принт-серверы, управляющие доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, чтобы работать с текстовым процессором, вы прежде всего должны запустить его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на файлсервере, загружается в память вашего компьютера, и таким образом вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных;

Сети на основе сервера серверы приложений, выполняющие прикладные части клиент-серверных приложений, в них также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить получение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних на запрашивающий компьютер пересылают только результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на удаленный компьютер с сервера загружаются только результаты запроса в виде экранных форм;

Сети на основе сервера почтовые серверы, управляющие передачей электронных сообщений между пользователями сети; факс-серверы, управляющие потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов;

Сети на основе сервера коммуникационные серверы, управляющие потоком данных и почтовых сообщений между вашей сетью и другими сетями или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

Сети на основе сервера В локальных сетях на основе выделенного сервера существует специальная служба, предназначенная для поиска, хранения и защиты информации в сети. Например, Windows NT Server объединяет компьютеры в логические группы домены (domain), система защиты которых наделяет пользователей различными правами доступа к любому сетевому ресурсу.

Преимущества серверной сети разделение ресурсов Сервер проектируют таким образом, чтобы предоставить доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает поиск и поддержку; защита данных Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях, например, как Net. Ware Novell или Windows NT Server, проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети;

Преимущества серверной сети резервное копирование данных Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т. е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup); избыточность Благодаря избыточным системам данные на любом сервере можно дублировать в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна - легко воспользоваться резервной копией;

Преимущества серверной сети количество пользователей Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять; аппаратное обеспечение Так компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя.